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力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器,常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图甲所示,弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片,若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩,力越大,弹簧钢的弯曲程度越大.应变片结构如图乙所示,其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感,给上、下金属电阻丝提供相等且大小不变的电流,上应变片两引线间电压为U1,下应变片两引线间电压为U2,传感器把这两个电压的差值U(U=U1-U2)输出,用来反映力F的大小.金属电阻丝的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图丙所示.为消除气温变化对测量精度的影响,需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻,进行温度补偿,串联合适的电阻后,使测量结果不再受温度影响.
(1)这种力传感器是将力的大小转换为 (电流/电压)的装置.
(2)外力F增大时,下列说法正确的是 .
A.上、下应变片金属电阻丝电阻都增大 |
B.上、下应变片金属电阻丝电阻都减小 |
C.上应变片金属电阻丝电阻减小,下应变片金属电阻丝电阻增大 |
D.上应变片金属电阻丝电阻增大,下应变片金属电阻丝电阻减小 |
(3)传感器输出的电压U随外力F增大而
(4)进行温度补偿时,应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而 的电阻,下金属电阻丝串联阻值随温度升高而 的电阻.
(5)如果未进行温度补偿,自由端受到相同的力F作用,该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天 (大/小).
某同学用伏安法测一只小灯泡的电阻,请你回答该同学在实验中遇到的问题:
(1)灯泡的亮度在他看来是正常时,他停止了对滑动变阻器的调节,并细心地观察电流表,发现电流表的示数在缓慢地变小,你认为出现这种现象的原因是 .
(2)后来他又调节滑动变阻器,一不留神灯泡熄灭了(灯丝烧断了).这时他观察到两电表的示数情况将是( ).
A.两电表示数都为零 |
B.电流表有示数,电压表示数为零 |
C.两电表的示数都不为零 |
D.电流表示数为零,电压表有示数且比原来大 |
某同学在温度一定的条件下,做“探究影响导体电阻大小的因素”的活动,采用了控制变量的方法,下表给出了实验中所用到的导体情况.
(1)选择B、E导体进行对比,是为了探究导体电阻大小与__________的关系;
(2)为了探究导体电阻与横截面积的关系,应选择的两根导体是D和______(选填导体的代号).
(3)以上方法在研究物理问题时经常用到,被称为控制变量法.试根据学过的物理知识再列出一例用这种方法研究的问题:__________________.
试题篮
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